JP2009029120A - パネル体の製造方法およびパネル体 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な製造工程により、日射反射率の経時的な劣化を低く抑えることが可能なパネル体の製造方法およびパネル体を提供する。
【解決手段】金属製パネル体基材１の表面に、焼き付けにより有機−無機成分傾斜組成型塗膜２を形成し、この形成した有機−無機成分傾斜組成型塗膜２の上面に、焼き付けによりアナターゼ型酸化チタンを含有する光触媒層３を形成する。
ここで、前記形成された有機−無機成分傾斜組成型塗膜２の表面平均粗さＲａは６μｍ以上１４μｍ以下、アナターゼ型酸化チタンを含有する光触媒層３の表面平均粗さＲａは７μｍ以上であることが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、建築構造物の内外装に供されるパネル体、特に長期的に日射反射率を維持可能とするパネル体の製造方法およびパネル体に関する。

従来から建築構造物の内外装に、省エネルギーの観点から、遮熱効果のある塗料（以下、「遮熱塗料」という。）による塗装が行われる場合が多い。この遮熱塗料は、顔料として反射材料であるセラミックバルーン（中空のセラミックスの玉）や金属粉等を含有し、日射の反射率を高めたものである。

このような遮熱塗料による塗膜は、施工直後の反射率は、可視光領域の分光反射率が、反射材料を含まない同じレベルの一般塗料と比較して、飛躍的に向上している。特に、近赤外領域の反射特性に優れる。

しかし、遮熱塗料による塗膜は、屋外曝露環境下で、比較的短期間に日射反射率が低下する場合のあることが指摘されている。文献（非特許文献１，２等参照）によると、半年で最大２０％、２年で最大４０％日射反射率が低下したとの報告がある。

このような問題に対して、遮熱塗料としてフッ素樹脂塗料をベースに配合し、汚れ防止対策を施している製品もある。これは、フッ素樹脂などを塗料に含有させる、あるいは、塗膜表面に塗布する方法であり、一定の防汚効果が認められている。あるいは、表面に親水性を付与し、洗浄効果を高めた製品もある。これは、シリカを主成分とする親水性コーティングを行ない、降雨などによる洗浄効果を期待したものである。

また、防汚効果を有する塗膜として、セルフクリーニング機能を有する光触媒を遮熱塗料の上に塗布する方法もある（特許文献１参照）。
特開２００３−２６６６１２号公報 岡田朋和、他、「高反射率塗料製品の日射反射性能に関する研究（その３）屋外曝露による性能変化」、日本建築学会大会学術講演梗概集（近畿）、２００５年９月 田坂太一、他、「高反射率塗料製品の日射反射性能に関する研究（その３）屋外曝露試験による日射反射性能の長期変化の測定」、日本建築学会大会学術講演梗概集（関東）、２００６年９月

しかし、フッ素樹脂などを塗料に含有させる、あるいは、塗膜表面に塗布する方法、表面に親水性を付与する方法は、油分を含む汚れが表面に付着すると、雨水による洗浄は困難であり、日射反射率の低下を抑制することができない。

また、セラミックバルーンを含有する遮熱塗料は、これをプレコート鋼板に適用しようとすると、セラミックバルーンが塗膜表面に配置されにくい、あるいは、製造時にセラミックバルーンが破壊され遮熱効果を奏さない場合がある。製造時にセラミックバルーンを表面に配置しようとすると、ラインスピードを非常に遅くしなければならず、実用的ではなく、適用することが困難である。そのため、建設現場では、刷毛やローラ等で塗装する場合が多く、塗膜の厚さが不均一でかつ厚くなり不経済となる場合が多い。また、気象条件の影響により塗膜の管理が一様とはならず、管理に手間がかかるという問題がある。

一方、セルフクリーニング機能を有する光触媒を遮熱塗料の上に塗布する方法は、光触媒は汚れの分解、洗浄効果は高いが、有機物を分解する性質も持つ。そのため、有機質を主成分とする塗膜上に直接塗布することはできず、無機系の保護層を別途施工する必要がある。保護層を別途施工する場合、建設現場では、塗膜上への保護層の施工、乾燥、光触媒の塗布という工程が必要となり、工期が長くなり、外壁に適用する場合は、足場の存置期間が長くなるなど、コストが高くなるという問題がある。

また、光触媒を現場で塗布する場合、周辺環境への飛散の問題や、塗料が無色透明であり、目視での塗膜管理、例えば、風による塗布量の変化の調整が困難となる等の理由のため、刷毛やローラによる塗布が一般的となる。この場合、塗膜厚さが不均一でかつ厚くなるため、場合によっては、干渉色が発生するなどの問題もある。

そこで、本発明は、簡易な製造工程により、日射反射率の経時的な劣化を低く抑えることが可能なパネル体の製造方法およびパネル体を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有する。
［１］金属製パネル体基材の表面に、焼き付けにより有機−無機成分傾斜組成型塗膜を形成し、
該形成した有機−無機成分傾斜組成型塗膜の上面に、焼き付けによりアナターゼ型酸化チタンを含有する光触媒層を形成することを特徴とするパネル体の製造方法。
［２］上記［１］において、有機−無機成分傾斜組成型塗膜およびアナターゼ型酸化チタンを含有する光触媒層を形成する際の焼き付けを、１４０〜１６０℃の温度で行うことを特徴とするパネル体の製造方法。
［３］金属製パネル体基材の表面に、焼き付けにより形成された有機−無機成分傾斜組成型塗膜と、
該有機−無機成分傾斜組成型塗膜の上面に、焼き付けにより形成されたアナターゼ型酸化チタンを含有する光触媒層とを有する二層構造としたことを特徴とするパネル体。
［４］上記［３］において、形成された有機−無機成分傾斜組成型塗膜の表面平均粗さＲａが６μｍ以上１４μｍ以下、形成されたアナターゼ型酸化チタンを含有する光触媒層の表面平均粗さＲａが７μｍ以上であることを特徴とするパネル体。
［５］上記［３］または［４］において、建築構造物の内外装に供するパネル体であって、工場出荷時またはパネル体取り付け施工時の日射反射率を基点とし、施工１年後における日射反射率の低下率が１５％以下であることを特徴とするパネル体。

本発明によれば、簡易な製造工程により、日射反射率の経時的な劣化を低く抑えることが可能なパネル体の製造方法およびパネル体が提供される。

以下、本発明を実施するための最良の形態の一例を説明する。

図１は、本発明に係るパネル体の断面構造の一例を示した図である。図１には、金属製のパネル体基材１の表面に有機−無機成分傾斜組成型塗膜２が形成され、さらに前記有機−無機成分傾斜組成型塗膜２の上面にアナターゼ型酸化チタンを含有する光触媒層３が形成されている二層構造の塗膜を有する場合を示している。ここで、前記有機−無機成分傾斜組成型塗膜２は、パネル体基材１の表面に吹き付け等により成膜が行われた後、焼き付けを行うことにより形成される。また、前記アナターゼ型酸化チタンを含有する光触媒層３も、前記有機−無機成分傾斜組成型塗膜２の上面に吹き付け等により成膜を行った後、焼き付けを行うことにより形成される。

ここで、前記有機−無機成分傾斜組成型塗膜２およびアナターゼ型酸化チタンを含有する光触媒層３を形成する際の焼き付けは、１４０〜１６０℃の温度で行うことが好ましい。それぞれの塗膜２および光触媒層３の膜の下地との密着性を向上させ、さらにそれぞれの膜構造の緻密化を図るためである。

本発明に係る前記金属製のパネル体基材１としては、例えば、鋼板、アルミニウム原板等の金属板を、プレス加工および溶接加工等により、箱型のパネルに製作したものを用いることができる。前記鋼板としては、亜鉛めっき鋼板、亜鉛アルミ合金めっき鋼板、アルミニウムめっき鋼板、その他のめっき処理を施した鋼板が望ましく、必要に応じて、クロメートや燐酸塩などの化成処理を施したものでもよい。

また、前記有機−無機成分傾斜組成型塗膜２としては、例えば、有機成分としてポリエステル樹脂に、無機成分としてシリコーン系化合物を含有させた塗料を用いることで形成することができる。なお、前記塗料には、セラミックバルーンや金属粉等の反射材料が含有され、遮熱塗料として機能する。

前記有機成分としてポリエステル樹脂に、無機成分としてシリコーン系化合物を含有させた塗料をパネル体基材１の表面に堆積させた後、好ましくは１４０〜１６０℃の温度で焼き付けを行う。ここでは、表面張力の差によって、表面張力の低いシリコーン成分が空気層側、つまり塗膜の表面側に高濃度に堆積し、表面張力の高いポリエステル樹脂がパネル体基材１側、つまり塗膜の下層側に高濃度に堆積する。これにより、パネル体基材１の表面に堆積した塗膜２は、下層側から表面側に、有機成分としては高濃度から低濃度に、無機成分としては低濃度から高濃度に、それぞれが傾斜した組成を持つ塗膜が形成される。なお、組成を傾斜させる要因としては、有機成分および無機成分の濃度の他に、樹脂の溶解性（いわゆるＳＰ値）や分子量等も傾斜要因と成り得、これらを考慮して適切に設計することが好ましい。

この場合、塗膜２において、パネル体基材１の表面に接する側は有機成分が高濃度となっているため、金属性のパネル体基材１と塗膜２との密着性は強固なものとなる。一方、塗膜２の表面側には無機成分が高濃度となっているため、その上部に堆積させる光触媒層３に対する保護層的な機能を有し、下層側のポリエステル樹脂の分解を防止する効果を有する。なお、前記塗膜２の厚さとしては、３０μｍ程度とすることが好ましい。

ここで、前記有機−無機成分傾斜組成型塗膜２の表面平均粗さＲａは、６μｍ以上１４μｍ以下とすることが好ましい。この塗膜２の上部に堆積させる光触媒層３との密着性を実用レベルで十分な強さを確保するためである。

ここで、前記Ｒａは、「ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４」で定義される算術平均粗さをあらわす。

また、前記アナターゼ型酸化チタンを含有する光触媒層３の表面平均粗さＲａは７μｍ以上とすることが好ましい。光触媒層３の表面粗さについては、光触媒の含有量が多いと表面粗さが大きくなる傾向にある。表面平均粗さが小さくなると、表面が平滑となるため汚れは付着しにくくなる。しかし、親水性が低くなるため、付着した汚れは落ちにくくなる。この場合、付着した汚れが堆積していくので、一度汚れると回復が難しい。

そのため、光触媒層３の表面平均粗さＲａを７μｍ以上とすることで、親水性をある程度高めつつ、セルフクリーニング機能を高めるものである。前記表面平均粗さＲａの上限は特に制限はないが、表面の粗さが粗すぎると汚れが付着（ひっかかり）し易くなり、特に無機系の汚れは光触媒で分解できない。そのため、実用的には、表面平均粗さＲａは、１５μｍ以下とすることが好ましい。

有機成分としてポリエステル樹脂に、無機成分としてシリコーン系化合物を含有させ、さらに、反射材料としてセラミックバルーンおよび金属粉を混合した塗料を、厚さ１．６ｍｍのアルミめっき鋼板製の箱型パネル表面に吹きつけた。吹き付け圧力は０．４ＭＰａ、塗膜厚さは３０μｍを基準とした。塗装後に、焼付け乾燥炉において、１５０℃、２５分間焼き付けを行い、有機−無機成分傾斜組成型塗膜の形成を行った。ここで、形成した有機−無機成分傾斜組成型塗膜の表面平均粗さＲａは、１０μｍであった。

次いで、アナターゼ型酸化チタンを混合した透明塗料を、前記形成させた有機−無機成分傾斜組成型塗膜の表面に吹き付け、塗装後に、焼付け乾燥炉において、１５０℃、２５分間焼き付けを行い、光触媒層の形成を行った。ここで、形成した光触媒層の表面平均粗さＲａは、８μｍであった。

上記の方法により製造した白色のパネル体を本発明例とし、同じ遮熱塗料のみを塗布したパネル体を比較例として、日射反射率の変化を調べた。日射反射率の変化は、前記本発明例のパネル体と、比較例のパネル体とを屋外に曝露し、その変化を記録することにより行った。なお、前記日射反射率は、「ＪＩＳ Ｒ ３１０６ 板ガラス類の透過率・反射率・放射率・日射熱取得率の試験方法」を参考に測定を行った。その結果を下表１に示す。

表１に示すように、本発明例において、日射反射率の経時的な劣化を低く抑えることが可能であることが確認できた。

有機成分としてポリエステル樹脂に、無機成分としてシリコーン系化合物を含有させ、さらに、反射材料として金属粉を混合した塗料を、厚さ１．６ｍｍのアルミめっき鋼板製の箱型パネル表面に吹きつけた。吹き付け圧力は０．４ＭＰａ、塗膜厚さは３０μｍを基準とした。塗装後に、焼付け乾燥炉において、１５０℃、２５分間焼き付けを行い、有機−無機成分傾斜組成型塗膜の形成を行った。ここで、形成した有機−無機成分傾斜組成型塗膜の表面平均粗さＲａは、１０μｍであった。

次いで、アナターゼ型酸化チタンを混合した透明塗料を、前記形成させた有機−無機成分傾斜組成型塗膜の表面に吹き付け、塗装後に、焼付け乾燥炉において、１５０℃、２５分間焼き付けを行い、光触媒層の形成を行った。ここで、形成した光触媒層の表面平均粗さＲａは、８μｍであった。

上記の方法により製造した白色のパネル体を本発明例とし、同じ遮熱塗料のみを塗布したパネル体を比較例として、日射反射率の変化を調べた。日射反射率の変化は、前記本発明例のパネル体と、比較例のパネル体とを屋外に曝露し、その変化を記録することにより行った。なお、前記日射反射率は、「ＪＩＳ Ｒ ３１０６ 板ガラス類の透過率・反射率・放射率・日射熱取得率の試験方法」を参考に測定を行った。その結果、曝露開始時点での本発明例の日射反射率は８５％、比較例の日射反射率は８６％であったが、２ヶ月後には、本発明例では８３％とほとんど低下していなかったのに対し、比較例は７４％に低下した。本発明例は、６ヶ月後においても８０％、１年後で７８％と、概ね初期性能を維持していることを確認した。

本発明に係るパネル体の断面構造の一例を示した図である。

符号の説明

１ パネル体基材
２ 有機−無機成分傾斜組成型塗膜
３ 光触媒層

Claims (5)

1. 金属製パネル体基材の表面に、焼き付けにより有機−無機成分傾斜組成型塗膜を形成し、
   該形成した有機−無機成分傾斜組成型塗膜の上面に、焼き付けによりアナターゼ型酸化チタンを含有する光触媒層を形成することを特徴とするパネル体の製造方法。
2. 有機−無機成分傾斜組成型塗膜およびアナターゼ型酸化チタンを含有する光触媒層を形成する際の焼き付けを、１４０〜１６０℃の温度で行うことを特徴とする請求項１に記載のパネル体の製造方法。
3. 金属製パネル体基材の表面に、焼き付けにより形成された有機−無機成分傾斜組成型塗膜と、
   該有機−無機成分傾斜組成型塗膜の上面に、焼き付けにより形成されたアナターゼ型酸化チタンを含有する光触媒層とを有する二層構造としたことを特徴とするパネル体。
4. 形成された有機−無機成分傾斜組成型塗膜の表面平均粗さＲａが６μｍ以上１４μｍ以下、形成されたアナターゼ型酸化チタンを含有する光触媒層の表面平均粗さＲａが７μｍ以上であることを特徴とする請求項３に記載のパネル体。
5. 建築構造物の内外装に供するパネル体であって、工場出荷時またはパネル体取り付け施工時の日射反射率を基点とし、施工１年後における日射反射率の低下率が１５％以下であることを特徴とする請求項３または４に記載のパネル体。

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